intel ustvarja poslovne primere za odprt in virtualiziran RAN

Odprti in virtualizirani RAN so pripravljeni za hitro rast

Tehnologije odprtega in virtualiziranega radijskega dostopovnega omrežja (Open vRAN) bi lahko do leta 10 zrasle na skoraj 2025 odstotkov celotnega trga RAN, po ocenah skupine Dell'Oro Group1. To pomeni hitro rast, glede na to, da Open vRAN danes predstavlja le en odstotek trga RAN.
Obstajata dva vidika Open vRAN:

• Virtualizacija loči programsko opremo od strojne opreme in omogoči izvajanje delovnih obremenitev RAN na strežnikih za splošne namene. Strojna oprema za splošne namene je več
  prilagodljiv in lažji za skaliranje kot RAN, ki temelji na napravi.
• Z nadgradnjo programske opreme je relativno enostavno dodati novo funkcionalnost RAN in izboljšave zmogljivosti.
• Uporabijo se lahko preizkušena načela IT, kot so programsko definirano omrežje (SDN), izvorno v oblaku in DevOps. Obstaja operativna učinkovitost v tem, kako je omrežje konfigurirano, ponovno konfigurirano in optimizirano; kot tudi pri odkrivanju, odpravljanju in preprečevanju napak.
• Odprti vmesniki omogočajo ponudnikom komunikacijskih storitev (CoSP), da pridobijo sestavine svojih RAN od različnih prodajalcev in jih lažje integrirajo.
• Interoperabilnost pomaga povečati konkurenco v RAN tako glede cene kot lastnosti.
• Virtualizirani RAN je mogoče uporabljati brez odprtih vmesnikov, vendar so koristi največje, če združimo obe strategiji.
• Zanimanje za vRAN se je v zadnjem času povečalo, saj so številni operaterji začeli izvajati preizkuse in prve uvedbe.
• Deloitte ocenjuje, da je po vsem svetu 35 aktivnih uvedb Open vRAN2. Intelova programska arhitektura FlexRAN za obdelavo v osnovnem pasu se uporablja v najmanj 31 uvedbah po vsem svetu (glej sliko 1).
• V tem članku raziskujemo poslovni primer za Open vRAN. Razpravljali bomo o stroškovnih prednostih združevanja osnovnega pasu in o strateških razlogih, zakaj je odprti vRAN še vedno zaželen, ko združevanje ni mogoče.

Predstavljamo novo topologijo RAN

• V tradicionalnem modelu porazdeljenega RAN (DRAN) se obdelava RAN izvaja v bližini radijske antene.
  Virtualizirano RAN razdeli RAN na cevovod funkcij, ki jih lahko delita porazdeljena enota (DU) in centralizirana enota (CU). Obstaja več možnosti za razdelitev RAN, kot je prikazano na sliki 2. Razcepljena možnost 2 gosti protokol za konvergenco paketnih podatkov (PDCP) in nadzor radijskih virov (RRC) v CU, medtem ko se preostale funkcije osnovnega pasu prenašajo zunaj v DU. Funkcijo PHY je mogoče razdeliti med DU in oddaljeno radijsko enoto (RRU).

NapredektagArhitekture deljenih RAN so:

• Gostovanje funkcije Low-PHY na RRU zmanjša zahtevo po pasovni širini na sprednji strani. V 4G so se pogosto uporabljale razdelitve možnosti 8. Pri 5G je zaradi povečanja pasovne širine možnost 8 neizvedljiva za samostojni (SA) način 5G. (5G nesamostojne (NSA) uvedbe lahko še vedno uporabljajo možnost 8 kot podedovano).
• Kakovost izkušnje je mogoče izboljšati. Ko jedro
  nadzorna ravnina porazdeljena na CU, CU postane sidrišče mobilnosti. Posledično je manj predaj kot takrat, ko je DU sidrna točka3.
• Gostovanje PDCP v CU prav tako pomaga uravnotežiti obremenitev pri podpiranju zmožnosti dvojne povezljivosti (DC).
  5G v arhitekturi NSA. Brez te razdelitve bi se uporabniška oprema povezala z dvema baznima postajama (4G in 5G), vendar bi se za obdelavo tokov prek funkcije PDCP uporabljala samo sidrna bazna postaja. Z uporabo razdeljene možnosti 2 se funkcija PDCP izvaja centralno, zato so DU-ji učinkoviteje uravnoteženi z obremenitvijo4.

Zmanjšanje stroškov z združevanjem osnovnega pasu

• Eden od načinov, kako lahko Open vRAN pomaga zmanjšati stroške, je združevanje obdelave osnovnega pasu. En CU lahko služi več DU-jem in DU-ji so lahko locirani skupaj s CU-ji zaradi stroškovne učinkovitosti. Tudi če DU gostuje na mestu celice, lahko pride do učinkovitosti, ker lahko DU služi več RRU-jem, strošek na bit pa se zmanjšuje z večanjem zmogljivosti celice5. Programska oprema, ki deluje na komercialni standardni strojni opremi, je lahko bolj odzivna in prilagodljivejša od namenske strojne opreme, ki zahteva ročno delo za prilagajanje in konfiguracijo.
• Združevanje osnovnega pasu ni edinstveno za Open vRAN: v tradicionalnem RAN po meri so bile enote osnovnega pasu (BBU) včasih združene na bolj centraliziranih lokacijah, imenovanih hoteli BBU. Povezani so z RRU prek hitrih vlaken. Zmanjša stroške opreme na lokaciji in zmanjša število tovornjakov za namestitev in servisiranje opreme. Vendar hoteli BBU ponujajo omejeno razdrobljenost za skaliranje. BBU-ji strojne opreme nimajo vseh možnosti za optimizacijo virovtagvirtualizacije, niti prožnosti za obvladovanje več in različnih delovnih obremenitev.
• Naše lastno delo s CoSP je ugotovilo, da je največji strošek operativnih izdatkov (OPEX) v RAN licenciranje programske opreme BBU. Učinkovitejša ponovna uporaba programske opreme prek združevanja pomaga optimizirati skupne stroške lastništva (TCO) za RAN.
• Vendar je treba upoštevati stroške prevoza. Zadnje povezovanje za tradicionalni DRAN je običajno zakupljena linija, ki jo operaterju mobilnega omrežja zagotovijo operaterji fiksnih omrežij. Zakupljene linije so lahko drage, stroški pa odločilno vplivajo na poslovni načrt, kje naj bo DU.
• Svetovalno podjetje Senza Fili in prodajalec vRAN Mavenir sta modelirala stroške na podlagi poskusov, izvedenih s strankami Mavenir, Intel in HFR Networks6. Primerjali smo dva scenarija:
• DU-ji so skupaj z RRU-ji na celičnih mestih. Vmesni transport se uporablja med DU in CU.
• DU-ji se nahajajo skupaj s CU-ji. Med RRU-ji in DU/CU se uporablja sprednji transport.
• CU je bil v podatkovnem centru, kjer je bilo mogoče vire strojne opreme združiti med RRU-ji. Študija je modelirala stroške CU, DU ter transporta na vmesni in sprednji razdalji, pri čemer je zajela oba
• OPEX in kapitalski izdatki (CAPEX) v šestletnem obdobju.
• Centralizacija DU poveča transportne stroške, zato je bilo vprašanje, ali dobiček z združevanjem odtehta transportne stroške. Študija je pokazala:
• Operaterjem z nizkocenovnim prevozom do večine svojih celičnih mest je bolje, če centralizirajo DU s CU. Svoj TCO lahko znižajo za do 42 odstotkov.
• Operaterji z visokimi transportnimi stroški lahko znižajo svoje TCO do 15 odstotkov z gostovanjem DU na mestu celice.
• Relativni prihranki stroškov so odvisni tudi od zmogljivosti celice in uporabljenega spektra. DU na mestu celice, nprample, je morda premalo uporabljen in bi se lahko povečal za podporo več celic ali večjo pasovno širino za isto ceno.
• Morda bo mogoče centralizirati obdelavo RAN do 200 km od radijskega mesta v modelu "Cloud RAN". Ločena študija Senza Fili in Mavenir7 je pokazala, da lahko Cloud RAN zniža stroške za 37 odstotkov v petih letih v primerjavi z DRAN. Združevanje BBU in učinkovitejša uporaba strojne opreme pomagata znižati stroške. Prihranki OPEX izhajajo iz nižjih stroškov vzdrževanja in delovanja. Do centraliziranih lokacij bo verjetno lažje dostopati in jih upravljati kot celična mesta, prav tako pa so lahko manjša, ker je tam potrebna manjša oprema.
• Virtualizacija in centralizacija skupaj olajšata prilagajanje glede na spreminjajoče se zahteve prometa. V nabor virov je lažje dodati več strežnikov za splošne namene kot pa nadgraditi lastniško strojno opremo na mestu celice. CoSP-ji lahko svoje izdatke za strojno opremo bolje uskladijo z rastjo svojih prihodkov, ne da bi jim bilo treba zdaj namestiti strojno opremo, ki bo lahko upravljala promet čez pet let.
• Kolikšen del omrežja virtualizirati?
• ACG Research in Red Hat sta primerjali ocenjene skupne stroške lastništva (TCO) za distribuirano radijsko dostopovno omrežje (DRAN) in virtualizirano RAN (vRAN)8. Ocenili so, da so bili kapitalski izdatki (CAPEX) vRAN polovico manjši od DRAN. To je bilo predvsem zaradi stroškovne učinkovitosti zaradi manjše količine opreme na manj mestih z uporabo centralizacije.
• Študija je tudi ugotovila, da so bili operativni izdatki (OPEX) znatno višji za DRAN kot za vRAN. To je posledica zmanjšanja stroškov najema mesta, vzdrževanja, zakupa optičnih vlaken ter stroškov električne energije in hlajenja.
• Model je temeljil na ponudniku komunikacijskih storitev Tier 1 (CoSP) z 12,000 baznimi postajami, ki jih je treba v naslednjih petih letih dodati še 11,000. Ali naj CoSP virtualizira celotno RAN ali le nova in razširjena spletna mesta?
• Raziskava ACG je ugotovila, da so bili prihranki TCO 27 odstotkov, ko so bila virtualizirana samo nova in rastoča spletna mesta. Prihranki TCO so se povečali na 44 odstotkov, ko so bila vsa spletna mesta virtualizirana.
• 27 %
  • TCO prihranek
• Virtualizacija le novih in razširjenih mest RAN
• 44 %
  • TCO prihranek
• Virtualizacija vseh mest RAN
• Raziskava ACG. Temelji na mreži 12,000 spletnih mest z načrti za dodajanje 11,000 v naslednjih petih letih.

Primer za Open vRAN na mestu celice

• Nekateri CoSP sprejmejo Open vRAN na mestu celice iz strateških razlogov, tudi če združevanje osnovnega pasu ne prinese prihranka stroškov.
  Ustvarjanje prilagodljivega omrežja v oblaku
• Eden od CoSP, s katerim smo govorili, je poudaril pomen možnosti postavitve omrežnih funkcij, kjer koli zagotavljajo najboljšo zmogljivost za določeno omrežno rezino.
• To postane mogoče, ko v celotnem omrežju uporabljate strojno opremo za splošne namene, vključno z RAN. The
  funkcija uporabniške ravnine, nprample, lahko premaknete na mesto RAN na robu omrežja. To znatno zmanjša zakasnitev.
• Aplikacije za to vključujejo igranje iger v oblaku, razširjeno resničnost/navidezno resničnost ali predpomnjenje vsebine.
• Strojna oprema za splošne namene se lahko uporablja za druge aplikacije, ko je RAN malo povpraševanje. Tam bodo delovne ure in mirne ure, RAN pa bo v vsakem primeru
  preveč zagotovljenih za prihodnjo rast prometa. Prosta zmogljivost na strežniku bi se lahko uporabila za delovno obremenitev interneta stvari na celični lokaciji ali za inteligentni krmilnik RAN ​​(RIC), ki optimizira upravljanje radijskih virov z uporabo umetne inteligence in strojnega učenja.
• Bolj natančno pridobivanje lahko pomaga znižati stroške
• Odprti vmesniki dajejo operaterjem svobodo pri pridobivanju komponent od koder koli. Povečuje konkurenco med tradicionalnimi prodajalci telekomunikacijske opreme, a to še ni vse. Operaterjem daje tudi prožnost pri pridobivanju od proizvajalcev strojne opreme, ki še niso prodajali neposredno v omrežje. Interoperabilnost odpira trg tudi novim podjetjem programske opreme vRAN, ki lahko prinesejo inovacije in povečajo cenovno konkurenco.
• Operaterji bi morda lahko dosegli nižje stroške z neposrednim nakupom komponent, zlasti radia, namesto da bi jih kupovali prek proizvajalca telekomunikacijske opreme.
  (TEM). Radio predstavlja največji delež proračuna RAN, zato lahko prihranki pri stroških pomembno vplivajo na skupne stroške. Licenca programske opreme BBU je primarni strošek OPEX, zato povečana konkurenca na ravni programske opreme RAN pomaga znižati tekoče stroške.
• Na svetovnem kongresu mobilne telefonije 2018 Vodafone Vodja tehnologije
• Častnik Johan Wibergh je spregovoril o šestih mesecih podjetja
• Odprti test RAN v Indiji. »Uspelo nam je znižati stroške delovanja za več kot 30 odstotkov z uporabo veliko bolj odprte arhitekture, saj smo lahko pridobili komponente iz različnih kosov,« je dejal9.
• 30 % prihranek stroškov
• Od nabave komponent ločeno.
• Preizkus Vodafone Open RAN, Indija

Izgradnja platforme za nove storitve

• Splošne računalniške zmogljivosti na robu omrežja tudi omogočajo CoSP-jem, da tam gostijo delovne obremenitve, obrnjene k strankam. Poleg tega, da lahko delovne obremenitve gostijo izjemno blizu uporabnika, lahko CoSP-ji zagotovijo zmogljivost. To jim lahko pomaga pri tekmovanju s ponudniki storitev v oblaku za robne delovne obremenitve.
  Robne storitve zahtevajo porazdeljeno arhitekturo v oblaku, podprto z orkestracijo in upravljanjem. To je mogoče omogočiti s popolnoma virtualiziranim RAN-om, ki deluje po načelih oblaka. Dejansko je virtualizacija RAN eden od gonil za uresničitev robnega računalništva.
• Programska oprema Intel® Smart Edge Open ponuja komplet programskih orodij za Multi-Access Edge Computing (MEC). Pomaga doseči
  visoko optimizirano delovanje, ki temelji na virih strojne opreme, ki so na voljo kjer koli se izvaja aplikacija.
  Robne storitve CoSP bi lahko bile privlačne za aplikacije, ki zahtevajo nizko zakasnitev, dosledno delovanje in visoko raven zanesljivosti.

Doslednost pomaga zniževati stroške

• Virtualizacija lahko prihrani stroške, tudi na mestih, kjer ni mogoče uporabiti združevanja osnovnega pasu. Obstajajo koristi za
• CoSP in posestvo RAN kot celota imata dosledno arhitekturo.
• En sam sklad programske in strojne opreme poenostavi vzdrževanje, usposabljanje in podporo. Skupna orodja je mogoče uporabiti za upravljanje vseh spletnih mest, ne da bi bilo treba razlikovati med njihovimi osnovnimi tehnologijami.

Priprave na prihodnost

• Prehod z DRAN na bolj centralizirano arhitekturo RAN bo zahteval nekaj časa. Posodobitev RAN na mestu celice na Open vRAN je dobra odskočna deska. Omogoča zgodnjo uvedbo konsistentne programske arhitekture, tako da je mogoče primerna spletna mesta v prihodnosti lažje centralizirati. Strojno opremo, nameščeno na celičnih mestih, je mogoče premakniti na centralizirano lokacijo RAN ali uporabiti za druge robne obremenitve, zaradi česar je današnja naložba dolgoročno koristna. Ekonomika mobilne povratne povezave se lahko v prihodnosti bistveno spremeni tudi za nekatera ali vsa mesta CoSP RAN. Spletna mesta, ki danes niso sposobna preživeti za centralizirano RAN, bodo morda bolj sposobna preživeti, če bo na voljo cenejša povezljivost na sprednji strani. Izvajanje virtualiziranega RAN na mestu celice omogoča CoSP, da
  centralizirati pozneje, če postane to stroškovno učinkovitejša možnost.

Izračun skupnih stroškov lastništva (TCO)

• Medtem ko stroški niso glavna motivacija za posvojitev
• Odprte tehnologije vRAN v mnogih primerih lahko prihranijo stroške. Toliko je odvisno od posebnih uvajanj.
• Nobeno operaterjevo omrežje nista enaki. Znotraj vsakega omrežja obstaja velika raznolikost celičnih mest. Topologija omrežja, ki deluje za gosto poseljena mestna območja, morda ni primerna za podeželje. Spekter, ki ga uporablja celično mesto, bo vplival na zahtevano pasovno širino, kar bo vplivalo na stroške sprednje povezave. Možnosti prevoza, ki so na voljo za sprednji prevoz, pomembno vplivajo na stroškovni model.
• Pričakuje se, da bo dolgoročno uporaba Open vRAN stroškovno učinkovitejša od uporabe namenske strojne opreme in jo bo lažje prilagajati.
• Accenture je poročal o prihrankih CAPEX v višini 49 odstotkov, če so bile tehnologije Open vRAN uporabljene za uvedbe 5G10. Goldman Sachs je poročal o podobni številki CAPEX v višini 50 odstotkov in objavil tudi prihranek stroškov v višini 35 odstotkov v OPEX11.
• Pri Intelu sodelujemo z vodilnimi CoSP pri modeliranju TCO Open vRAN, vključno s CAPEX in OPEX. Čeprav CAPEX dobro razumemo, si želimo podrobnejših raziskav o primerjavi operativnih stroškov vRAN z namenskimi napravami. Pri nadaljnjem raziskovanju tega dela sodelujemo z ekosistemom Open vRAN.

50 % CAPEX prihranek z Open vRAN 35 % OPEX prihranek z Open vRAN Goldman Sachs

Uporaba Open RAN za vse brezžične generacije

• Uvedba 5G je katalizator za veliko sprememb v radijskem dostopovnem omrežju (RAN). Storitve 5G bodo zahtevale pasovno širino in se še vedno pojavljajo, zaradi česar je bolj razširljiva in prilagodljiva arhitektura zelo zaželena. Odprto in virtualizirano radijsko dostopovno omrežje (Open vRAN) lahko olajša uvedbo 5G v novih omrežjih, vendar le malo operaterjev začenja iz nič. Tisti z obstoječimi omrežji tvegajo, da bodo končali z dvema vzporednima tehnološkima sklopoma: enim, ki je odprt za 5G, in drugim, ki temelji na zaprtih, lastniških tehnologijah za prejšnje generacije omrežij.
• Parallel Wireless poroča, da operaterji, ki posodobijo svojo podedovano arhitekturo z Open vRAN, pričakujejo donosnost naložbe v treh letih12. Operaterji, ki ne bodo posodobili svojih obstoječih omrežij, bodo morda imeli operativne stroške (OPEX) od 30 do 50 odstotkov višje kot pri konkurenci, ocenjuje Parallel Wireless13.
• 3 leti Čas, potreben za prikaz donosnosti naložbe iz posodobitve podedovanih omrežij v Open vRAN. Paralelno brezžično14

Zaključek

• CoSP vse pogosteje sprejemajo Open vRAN za izboljšanje prilagodljivosti, razširljivosti in stroškovne učinkovitosti svojih omrežij. Raziskava ACG Research in Parallel Wireless kaže, da bolj ko je Open vRAN uveden, večji vpliv ima lahko na znižanje stroškov. CoSP sprejemajo Open vRAN tudi iz strateških razlogov. Omrežju daje prilagodljivost, podobno oblaku, in povečuje pogajalsko moč CoSP pri pridobivanju komponent RAN. Na mestih, kjer združevanje očitno ne zniža stroškov, še vedno obstajajo prihranki zaradi uporabe doslednega tehnološkega sklada na radijskem mestu in na lokacijah centralizirane obdelave RAN. Računalništvo za splošne namene na robu omrežja lahko pomaga CoSP-jem, da tekmujejo s ponudniki storitev v oblaku za robne delovne obremenitve. Intel sodeluje z vodilnimi CoSP pri modeliranju TCO Open vRAN. Naš model TCO želi pomagati CoSP-jem optimizirati stroške in prilagodljivost njihovega RAN-a.

Več o tem

• Intel eGuide: Uvajanje odprtega in inteligentnega RAN
• Intel Infographic: Oblačenje radijskega dostopovnega omrežja
• Kateri je najboljši način za dostop do Open RAN?
• Koliko lahko operaterji prihranijo z Cloud RAN?
• Gospodarski napredektages virtualizacije RAN v infrastrukturi mobilnih operaterjev
• Kaj se zgodi z uvedbo TCO, ko mobilni operaterji uvedejo OpenRAN samo za 5G?
• Intel® Smart Edge Open

1. Open RAN naj bi do leta 10 zavzel 2025 % trga, 2. september 2020, SDX Central; na podlagi podatkov iz sporočila za javnost skupine Dell'Oro: Open RAN to Approach Double-Digit RAN Share, 1. september 2020.
2. Tehnološke, medijske in telekomunikacijske napovedi 2021, 7. december 2020, Deloitte
3. Virtualizirani RAN – Vol 1, april 2021, Samsung
4. Virtualizirani RAN – Vol 2, april 2021, Samsung
5. Kateri je najboljši način za odprtje RAN?, 2021, Mavenir
6. ibid
7. Koliko lahko operaterji prihranijo z Cloud RAN?, 2017, Mavenir
8. Gospodarski napredektages o virtualizaciji RAN v infrastrukturi mobilnih operaterjev, 30. september 2019, ACG Research in Red Hat 9 Facebook, TIP Advance Wireless Networking With Terragraph, 26. februar 2018, SDX Central
9. Accenture Strategy, 2019, kot je navedeno v Open RAN Integration: Run With It, april 2020, iGR
10. Goldman Sachs Global Investment Research, 2019, kot je navedeno v Open RAN Integration: Run With It, april 2020, iGR
11. ibid
12. ibid

Obvestila in zavrnitve odgovornosti

• Intelove tehnologije morda zahtevajo aktivirano strojno, programsko opremo ali storitve.
• Noben izdelek ali komponenta ne more biti popolnoma varna.
• Stroški in rezultati se lahko razlikujejo.
• Intel ne nadzira ali revidira podatkov tretjih oseb. Za oceno točnosti se morate posvetovati z drugimi viri.
• © Intel Corporation. Intel, logotip Intel in druge znamke Intel so blagovne znamke družbe Intel Corporation ali njenih podružnic. Druga imena in blagovne znamke se lahko zahtevajo kot last drugih. 0821/SMEY/CAT/PDF Prosimo, reciklirajte 348227-001EN

Dokumenti / Viri

intel ustvarja poslovne primere za odprt in virtualiziran RAN [pdfNavodila Izdelava poslovnega primera za odprt in virtualiziran RAN, izdelava poslovnega primera, poslovnega primera, odprtega in virtualiziranega RAN, primer

Reference

• Uporabniški priročnik